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| Geología |
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La meteorización es la descomposición de rocas , suelos y minerales , así como madera y materiales artificiales a través del contacto con la atmósfera , el agua y los organismos biológicos de la Tierra . La meteorización ocurre in situ ( es decir , en el sitio, sin desplazamiento), es decir, en el mismo lugar, con poco o ningún movimiento, por lo que no debe confundirse con la erosión , que implica el transporte de rocas y minerales por agentes como el agua. , hielo , nieve , viento , olas y gravedad y luego ser transportado y depositado en otros lugares.
Existen dos clasificaciones importantes de los procesos de meteorización: meteorización física y química; cada uno a veces implica un componente biológico. La meteorización mecánica o física implica la descomposición de rocas y suelos a través del contacto directo con las condiciones atmosféricas, como el calor, el agua, el hielo y la presión. La segunda clasificación, meteorización química, implica el efecto directo de las sustancias químicas atmosféricas o las sustancias químicas producidas biológicamente, también conocidas como meteorización biológica, en la descomposición de rocas, suelos y minerales. [1]Mientras que la meteorización física se acentúa en ambientes muy fríos o muy secos, las reacciones químicas son más intensas donde el clima es húmedo y caluroso. Sin embargo, ambos tipos de meteorización ocurren juntos y cada uno tiende a acelerar al otro. Por ejemplo, la abrasión física (frotarse entre sí) disminuye el tamaño de las partículas y, por lo tanto, aumenta su área de superficie, haciéndolas más susceptibles a reacciones químicas. Los diversos agentes actúan en conjunto para convertir minerales primarios ( feldespatos y micas ) en minerales secundarios ( arcillas y carbonatos ) y liberar elementos nutritivos vegetales en formas solubles.
Los materiales que quedan después de que la roca se descompone combinados con material orgánico crean suelo . El contenido mineral del suelo está determinado por el material parental ; por lo tanto, un suelo derivado de un solo tipo de roca a menudo puede ser deficiente en uno o más minerales necesarios para una buena fertilidad, mientras que un suelo degradado por una mezcla de tipos de rocas (como en sedimentos glaciares , eólicos o aluviales ) a menudo produce un suelo más fértil . Además, muchos de los accidentes geográficos y paisajes de la Tierra son el resultado de procesos de meteorización combinados con erosión y redeposición.
Meteorización física [ editar ]
La meteorización física , también llamada meteorización mecánica o desagregación , es la clase de procesos que provoca la desintegración de las rocas sin cambios químicos. El proceso principal de la meteorización física es la abrasión (el proceso mediante el cual los clastos y otras partículas se reducen de tamaño). Sin embargo, la meteorización química y física a menudo van de la mano. La meteorización física puede ocurrir debido a la temperatura, la presión, las heladas, etc. Por ejemplo, las grietas explotadas por la meteorización física aumentarán el área de la superficie expuesta a la acción química, amplificando así la tasa de desintegración.
La abrasión por procesos de agua, hielo y viento cargados de sedimentos puede tener un tremendo poder de corte, como lo demuestran ampliamente los desfiladeros, barrancos y valles de todo el mundo. En las zonas glaciares, enormes masas de hielo en movimiento incrustadas con suelo y fragmentos de roca trituran las rocas a su paso y arrastran grandes volúmenes de material. Las raíces de las plantas a veces entran en las grietas de las rocas y las separan, lo que provoca cierta desintegración; la excavación de animales puede ayudar a desintegrar la roca. Sin embargo, estas influencias bióticas suelen tener poca importancia en la producción de material parental en comparación con los drásticos efectos físicos del agua, el hielo, el viento y los cambios de temperatura.
Estrés térmico [ editar ]
La meteorización por estrés térmico , a veces llamada meteorización por insolación , [2] resulta de la expansión y contracción de la roca, causada por cambios de temperatura. Por ejemplo, el calentamiento de las rocas por la luz solar o los incendios puede provocar la expansión de sus minerales constituyentes. A medida que algunos minerales se expanden más que otros, los cambios de temperatura establecen tensiones diferenciales que eventualmente hacen que la roca se agriete. Debido a que la superficie exterior de una roca a menudo es más cálida o más fría que las partes internas más protegidas, algunas rocas pueden desgastarse por exfoliación , es decir, el desprendimiento de las capas externas. Este proceso puede acelerarse bruscamente si se forma hielo en las grietas de la superficie. Cuando el agua se congela, puede expandirse con una fuerza de aproximadamente 1465 toneladas métricas / m 2 ,[ cita requerida ] desintegrando enormes macizos rocosos y desalojando granos minerales de fragmentos más pequeños.
La meteorización por estrés térmico comprende dos tipos principales, choque térmico y fatiga térmica . La meteorización por estrés térmico es un mecanismo importante en los desiertos , donde hay un amplio rango de temperaturas diurnas , calientes durante el día y frías durante la noche. [3] El calentamiento y enfriamiento repetidos ejerce presión sobre las capas externas de las rocas, lo que puede hacer que sus capas externas se desprendan en láminas delgadas. El proceso de pelado también se llama exfoliación. Aunque los cambios de temperatura son el principal impulsor, la humedad puede mejorar la expansión térmica en la roca. También se sabe que los incendios forestales y los incendios forestales causan un desgaste significativo de las rocas.y cantos rodados expuestos a lo largo de la superficie del suelo. El calor intenso localizado puede expandir rápidamente una roca.
El calor térmico de los incendios forestales puede causar un desgaste significativo de rocas y cantos rodados, el calor puede expandir rápidamente un canto rodado y puede ocurrir un choque térmico. La expansión diferencial de un gradiente térmico puede entenderse en términos de tensión o de deformación, de manera equivalente. En algún momento, esta tensión puede exceder la resistencia del material, provocando la formación de una grieta. Si nada impide que esta grieta se propague a través del material, la estructura del objeto fallará.
Meteorización helada [ editar ]
 | Partes de este artículo (las relacionadas con la combinación de la meteorización por heladas y la formación de cuñas por heladas y tampoco la incorporación de la hidrofractura, lo que hace que la ciencia aquí parezca incorrecta. Consulte el documento al que se hace referencia en la página de meteorización por heladas : Matsuoka, N .; Murton, J. 2008. "Meteorización por heladas : avances recientes y direcciones futuras ". Permafrost Periglac. Process. 19: 195–210. doi: 10.1002 / ppp.620.) deben actualizarse . ( Enero de 2021 ) |
La meteorización por heladas , también llamada cuña de hielo o criofractura , es el nombre colectivo de varios procesos en los que hay hielo. Estos procesos incluyen la rotura por heladas, la formación de cuñas por heladas y la meteorización por congelación-descongelación. La rotura de heladas severas produce enormes pilas de fragmentos de roca llamados pedregal que pueden estar ubicados al pie de las áreas montañosas o en las laderas. La meteorización por heladas es común en las áreas montañosas donde la temperatura está alrededor del punto de congelación del agua. Ciertos suelos susceptibles a las heladas se expanden o se agitan al congelarse como resultado de la migración del agua a través de la acción capilar para hacer crecer lentes de hielo cerca del frente de congelación. [4]Este mismo fenómeno ocurre dentro de los espacios porosos de las rocas. Las acumulaciones de hielo aumentan de tamaño a medida que atraen agua líquida de los poros circundantes. El crecimiento de los cristales de hielo debilita las rocas que, con el tiempo, se rompen. [5] Es causada por aproximadamente un 10% (9,87) de expansión del hielo cuando el agua se congela, lo que puede ejercer un estrés considerable sobre cualquier cosa que contenga agua mientras se congela.
La acción de meteorización inducida por congelación ocurre principalmente en ambientes donde hay mucha humedad y las temperaturas fluctúan con frecuencia por encima y por debajo del punto de congelación, especialmente en áreas alpinas y periglaciales . Un ejemplo de rocas susceptibles a la acción de las heladas es la tiza , que tiene muchos espacios porosos para el crecimiento de cristales de hielo. Este proceso se puede ver en Dartmoor donde da como resultado la formación de tors. Cuando el agua que ha entrado en las articulaciones se congela, el hielo formado presiona las paredes de las articulaciones y hace que las articulaciones se profundicen y ensanchen. Cuando el hielo se derrite, el agua puede fluir más hacia la roca. Los ciclos repetidos de congelación-descongelación debilitan las rocas que, con el tiempo, se rompen a lo largo de las juntas en pedazos angulares. Los fragmentos de roca angulares se reúnen en el pie del talud para formar un astrágalo pendiente (o scree pendiente). La división de rocas a lo largo de las juntas en bloques se denomina desintegración de bloques. Los bloques de rocas que se desprenden tienen varias formas dependiendo de la estructura de la roca.
Olas del océano [ editar ]
La geografía costera está formada por la erosión de las acciones de las olas durante tiempos geológicos o puede ocurrir de manera más abrupta a través del proceso de erosión de la sal.
Liberación de presión [ editar ]
En la liberación de presión , también conocida como descarga , los materiales superpuestos (no necesariamente rocas) se eliminan (por erosión u otros procesos), lo que hace que las rocas subyacentes se expandan y fracturen paralelamente a la superficie.
Las rocas ígneas intrusivas (por ejemplo, granito ) se forman en las profundidades de la superficie de la Tierra. Están bajo una tremenda presión debido al material rocoso que las recubre. Cuando la erosión elimina el material rocoso suprayacente, estas rocas intrusivas quedan expuestas y se libera la presión sobre ellas. Las partes externas de las rocas tienden a expandirse. La expansión crea tensiones que provocan la formación de fracturas paralelas a la superficie de la roca. Con el tiempo, las capas de roca se desprenden de las rocas expuestas a lo largo de las fracturas, un proceso conocido como exfoliación . La exfoliación debida a la liberación de presión también se conoce como "revestimiento".
El retroceso de un glaciar suprayacente también puede provocar exfoliación debido a la liberación de presión.
Crecimiento de cristales de sal [ editar ]
La cristalización de la sal , la meteorización salina o el acuñamiento de la sal es la meteorización por la que se conoce como haloclastia , causa la desintegración de las rocas cuando las soluciones salinas se filtran en las grietas y juntas de las rocas y se evaporan, dejando atrás los cristales de sal . Estos cristales de sal se expanden a medida que se calientan, ejerciendo presión sobre la roca confinante.
La cristalización de la sal también puede tener lugar cuando las soluciones descomponen las rocas (por ejemplo, piedra caliza y creta ) para formar soluciones salinas de sulfato de sodio o carbonato de sodio , cuya humedad se evapora para formar sus respectivos cristales de sal.
Las sales que han demostrado ser más eficaces en la desintegración de rocas son el sulfato de sodio , el sulfato de magnesio y el cloruro de calcio . Algunas de estas sales pueden expandirse hasta tres veces o incluso más.
La cristalización de la sal se asocia normalmente con climas áridos donde un fuerte calentamiento provoca una fuerte evaporación y, por lo tanto, la cristalización de la sal. También es común en las costas. Un ejemplo de erosión por sal se puede ver en las piedras en forma de panal en el malecón . Honeycomb es un tipo de tafoni , una clase de estructuras de erosión de rocas cavernosas, que probablemente se desarrollen en gran parte por procesos químicos y físicos de erosión de la sal.
Efectos biológicos sobre la meteorización mecánica [ editar ]
Los organismos vivos pueden contribuir a la meteorización mecánica, así como a la meteorización química (véase el apartado Determinación de la intemperie biológica a continuación). Los líquenes y musgos crecen en superficies rocosas esencialmente desnudas y crean un microambiente químico más húmedo. La unión de estos organismos a la superficie de la roca mejora la degradación física y química de la microcapa superficial de la roca. A mayor escala, las plántulas que brotan en una hendidura y las raíces de las plantas ejercen presión física, además de proporcionar una vía para la infiltración de agua y sustancias químicas.
Meteorización química [ editar ]
La meteorización química cambia la composición de las rocas, a menudo transformándolas cuando el agua interactúa con los minerales para crear diversas reacciones químicas. La meteorización química es un proceso gradual y continuo a medida que la mineralogía de la roca se ajusta al entorno cercano a la superficie. Los minerales nuevos o secundarios se desarrollan a partir de los minerales originales de la roca. En esto, los procesos de oxidación e hidrólisis son los más importantes. La meteorización química se ve reforzada por agentes geológicos como la presencia de agua y oxígeno, así como por agentes biológicos como los ácidos producidos por el metabolismo microbiano y de las raíces de las plantas.
El proceso de levantamiento de bloques de montaña es importante para exponer nuevos estratos rocosos a la atmósfera y la humedad, lo que permite que se produzca una meteorización química importante; se produce una liberación significativa de Ca 2+ y otros iones en las aguas superficiales. [6]
Disolución y carbonatación [ editar ]
La lluvia es ácida porque el dióxido de carbono atmosférico se disuelve en el agua de lluvia produciendo ácido carbónico débil . En ambientes no contaminados, el pH de la lluvia es de alrededor de 5.6. La lluvia ácida se produce cuando en la atmósfera están presentes gases como el dióxido de azufre y los óxidos de nitrógeno. Estos óxidos reaccionan en el agua de lluvia para producir ácidos más fuertes y pueden reducir el pH a 4,5 o incluso a 3,0. El dióxido de azufre , SO 2 , procede de erupciones volcánicas o de combustibles fósiles, puede convertirse en ácido sulfúrico dentro del agua de lluvia, lo que puede provocar la erosión de la solución en las rocas sobre las que cae.
Algunos minerales, debido a su solubilidad natural (por ejemplo, evaporitas ), potencial de oxidación (minerales ricos en hierro, como pirita ) o inestabilidad relativa a las condiciones superficiales (ver serie de disolución de Goldich ) resistirán la disolución de forma natural, incluso sin agua ácida.
Uno de los procesos de intemperización en solución más conocidos es la disolución de carbonato, el proceso en el que el dióxido de carbono atmosférico conduce a la intemperización en solución. La disolución de carbonato afecta a las rocas que contienen carbonato de calcio , como la piedra caliza y la creta . Esto ocurre cuando la lluvia se combina con el dióxido de carbono para formar ácido carbónico , un ácido débil , que disuelve el carbonato de calcio (piedra caliza) y forma bicarbonato de calcio soluble . A pesar de una cinética de reacción más lenta , este proceso se favorece termodinámicamente a baja temperatura, porque el agua más fría contiene más gas de dióxido de carbono disuelto (retrógradosolubilidad de gases). La disolución de carbonatos es, por tanto, una característica importante de la meteorización glacial.
La reacción de disolución de carbonato implica los siguientes pasos:
- CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3
- dióxido de carbono + agua → ácido carbónico
- H 2 CO 3 + CaCO 3 → Ca (HCO 3 ) 2
- ácido carbónico + carbonato de calcio → bicarbonato de calcio
La disolución de carbonato en la superficie de piedra caliza bien unida produce un pavimento de piedra caliza disecada . Este proceso es más efectivo a lo largo de las articulaciones, ensanchándolas y profundizándolas.
Hidratación [ editar ]
La hidratación mineral es una forma de meteorización química que implica la unión rígida de iones H + y OH- a los átomos y moléculas de un mineral.
Cuando los minerales de la roca absorben agua, el aumento de volumen crea tensiones físicas dentro de la roca. Por ejemplo, los óxidos de hierro se convierten en hidróxidos de hierro y la hidratación de la anhidrita forma yeso .
Hidrólisis de silicatos y carbonatos [ editar ]
La hidrólisis es un proceso químico de intemperismo que puede afectar los minerales de silicato y carbonato. Un ejemplo de una reacción de este tipo en la que el agua reacciona con un mineral de silicato es el siguiente:
- Mg 2 SiO 4 + 4 H 2 O ⇌ 2 Mg (OH) 2 + H 4 SiO 4
- olivino ( forsterita ) + agua ⇌ brucita + ácido silícico
Esta reacción puede resultar en la disolución completa del mineral original, si hay suficiente agua disponible en el sistema y si la reacción es termodinámicamente favorable. A temperatura ambiente, el agua se disocia débilmente en H + y OH - pero el dióxido de carbono se disuelve fácilmente en agua formando ácido carbónico, que es un agente meteorológico importante.
- Mg 2 SiO 4 + 4 CO 2 + 4 H 2 O ⇌ 2 Mg 2+ + 4 HCO 3 - + H 4 SiO 4
- olivino ( forsterita ) + dióxido de carbono + agua ⇌ iones magnesio y bicarbonato en solución + ácido silícico en solución
Esta reacción de hidrólisis es mucho más común. El ácido carbónico es consumido por la meteorización del silicato , lo que resulta en soluciones más alcalinas debido al bicarbonato . Esta es una reacción importante para controlar la cantidad de CO 2 en la atmósfera y puede afectar el clima.
Los aluminosilicatos cuando se someten a la reacción de hidrólisis producen un mineral secundario en lugar de simplemente liberar cationes.
- 2 KAlSi 3 O 8 + 2 H 2 CO 3 + 9 H 2 O ⇌ Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 + 4 H 4 SiO 4 + 2 K + + 2 HCO 3 -
- ortoclasa (feldespato de aluminosilicato) + ácido carbónico + agua ⇌ caolinita (un mineral de arcilla) + ácido silícico en solución + iones de potasio y bicarbonato en solución
Oxidación [ editar ]
En el entorno de meteorización se produce la oxidación química de una variedad de metales. El más comúnmente observado es la oxidación de Fe 2+ ( hierro ) y la combinación con oxígeno y agua para formar hidróxidos y óxidos de Fe 3+ como goethita , limonita y hematita . Esto le da a las rocas afectadas una coloración marrón rojiza en la superficie que se desmorona fácilmente y debilita la roca. Este proceso se conoce mejor como " oxidación ", aunque es distinto de la oxidación del hierro metálico. Muchos otros minerales metálicos y minerales se oxidan e hidratan para producir depósitos de color, como las calcopiritas.o CuFeS 2 oxidante a hidróxido de cobre y óxidos de hierro .
Meteorización biológica [ editar ]
Varias plantas y animales pueden crear meteorización química mediante la liberación de compuestos ácidos, es decir, el efecto del crecimiento de musgo en los techos se clasifica como meteorización. La meteorización mineral también puede ser iniciada o acelerada por microorganismos del suelo. Se cree que los líquenes en las rocas aumentan las tasas de meteorización química. Por ejemplo, un estudio experimental sobre granito de hornblenda en Nueva Jersey, EE. UU., Demostró un aumento de 3 a 4 veces en la tasa de intemperismo bajo superficies cubiertas de líquenes en comparación con las superficies de roca desnuda expuestas recientemente. [7]
Las formas más comunes de meteorización biológica son la liberación de compuestos quelantes (es decir, ácidos orgánicos, sideróforos ) y de moléculas acidificantes (es decir, protones, ácidos orgánicos) por las plantas para descomponer los compuestos que contienen aluminio y hierro en los suelos debajo de ellas. Los restos en descomposición de plantas muertas en el suelo pueden formar ácidos orgánicos que, cuando se disuelven en agua, provocan meteorización química. [8] La acumulación de compuestos quelantes, en su mayoría ácidos orgánicos de bajo peso molecular, puede afectar fácilmente a las rocas y los suelos circundantes, y puede conducir a la podsolización de los suelos. [9] [10]
Los hongos micorrízicos simbióticos asociados con los sistemas de raíces de los árboles pueden liberar nutrientes inorgánicos de minerales como la apatita o la biotita y transferir estos nutrientes a los árboles, contribuyendo así a la nutrición de los árboles. [11] También se demostró recientemente que las comunidades bacterianas pueden afectar la estabilidad de los minerales y provocar la liberación de nutrientes inorgánicos. [12] Se ha informado que una gran variedad de cepas bacterianas o comunidades de diversos géneros pueden colonizar superficies minerales o meteorizar minerales, y para algunas de ellas se ha demostrado un efecto promotor del crecimiento de las plantas. [13] Los mecanismos demostrados o hipotéticos utilizados por las bacterias para meteorizar minerales incluyen varias reacciones de oxidación y disolución, así como la producción de agentes meteorológicos, como protones, ácidos orgánicos y moléculas quelantes.
Construcción de intemperie [ editar ]
Los edificios hechos de cualquier piedra, ladrillo u hormigón son susceptibles a los mismos agentes de intemperie que cualquier superficie de roca expuesta. También las estatuas , los monumentos y la mampostería ornamental pueden resultar gravemente dañados por los procesos de meteorización natural. Esto se acelera en áreas severamente afectadas por la lluvia ácida .
Propiedades de suelos bien meteorizados [ editar ]
Tres grupos de minerales a menudo permanecen en suelos bien erosionados: arcillas de silicato, productos finales muy resistentes que incluyen arcillas de óxido de hierro y aluminio y minerales primarios muy resistentes como el cuarzo. En suelos altamente meteorizados de regiones tropicales y subtropicales húmedas, los óxidos de hierro y aluminio, y ciertas arcillas de silicato con bajas proporciones Si / Al, predominan porque la mayoría de los demás componentes se han descompuesto y eliminado.
Galería [ editar ]
Meteorización por sal de piedra de construcción en la isla de Gozo , Malta .
Desgaste salino de arenisca cerca de Qobustan , Azerbaiyán .
Esta pared de piedra arenisca del Pérmico cerca de Sedona, Arizona , Estados Unidos se ha degradado hasta convertirse en una pequeña alcoba .
Meteorización en un pilar de piedra arenisca en Bayreuth .
Efecto meteorológico de la lluvia ácida sobre estatuas.
Efecto de la intemperie en una estatua de piedra arenisca en Dresden, Alemania.
Ver también [ editar ]
 | El Wikibook Historical Geology tiene una página sobre el tema: erosión y meteorización mecánica |
| El Wikibook Historical Geology tiene una página sobre el tema: meteorización química |
 | Busque meteorización en Wikcionario, el diccionario gratuito. |
 | Wikimedia Commons tiene medios relacionados con la meteorización . |
 | Wikiversity tiene recursos de aprendizaje sobre meteorización |
- Procesos eólicos - Procesos debidos a la actividad eólica
- Biorhexistasia
- Endurecimiento de rocas
- Descomposición : proceso en el que las sustancias orgánicas se descomponen en materia orgánica más simple.
- Cámara ambiental
- Eluvium
- Erosión : procesos que eliminan el suelo y las rocas de un lugar de la corteza terrestre y luego lo transportan a otro lugar donde se deposita.
- Exfoliante de granito - granito descamación de la piel como una cebolla (descamación) a causa de la erosión
- Factores de la meteorización de polímeros
- Meteorización de meteoritos
- Pedogénesis - Proceso de formación del suelo.
- Meteorización inversa
- Función de producción de suelo
- Meteorización espacial
- Meteorización esferoidal
- Ensayos meteorológicos de polímeros
- Acero resistente a la intemperie: grupo de aleaciones de acero diseñadas para formar un acabado similar al óxido cuando se exponen a la intemperie.
Referencias [ editar ]
- ^ Gore, Pamela JW Weathering. Archivado el 10 de mayo de 2013 en la Wayback Machine . Universidad perimetral de Georgia
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